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随着3D电影的普及，3D视觉与3D听觉已经成为目前最热门的研究领域之一。但是与视觉3D技术相比，受限于空间声场的复杂性，听觉3D技术难度较大，目前还没有很成熟的解决方案。为探索新的3D听觉实现方法,本论文系统性地研究了耳效听音环（环绕耳廓的扬声器阵列）3D声场重现技术。 在创新上主要做了以下工作: 在研究听觉系统对声音属性的识别机理过程中，归纳了人耳对声源空间方位的识别原理。给出了耳效听音环的理论模型，类比双耳头相关传输函数（HRTF），定义了头相关传输函数阵列（HRTFA）。设计了耳效听音环和录音环（环绕耳廓的传声器阵列）的圆环形结构并建立数学模型，研究了圆环形阵列范围内声场合成的规律。针对高空间分辨率HRTFA数据量过大不利于工程实现的问题，利用HRTF谱特性基函数对其进行分解，结合主元分析，给出了 HRTFA的压缩算法。在全消声室和房间内，对耳效听音环声场重现效果进行了主观对比实验，并在全消声室实测得到了低空间分辨率HRTFA数据库。 仿真分析得到，圆环形结构的耳效听音环更适用于6000Hz以下的空间声重现，而对于6000Hz以上的空间声则会因出现一系列随声源方位变化的周期性共振峰而失效。全消声室和房间内的声场重现实验表明，耳效听音环比立体声耳塞有着更好的声场空间表现力，房间混响的加入可以拓宽人的声场空间感。测得的阵元HRIR（头相关脉冲响应）幅值在人头两侧衰减了近6dB，在频谱上表现为高频的衰减。针对单一阵元分解得到的一组谱特性基函数在300Hz以下平直相似而在300Hz以上特性逐渐明显，说明人体躯干以及头部主要决定了 HRTFA的高频特性。而在对HRTFA压缩了近50%的数据量时，经解压后依然有着与压缩前近似的3D声重现能力，验证了HRTFA压缩算法的有效性。